Опыт обучения студентов практическим навыкам проектирования программных продуктов в Камчатском политехническом техникуме
И.В.Жукова
Преподаватель специальных IT дисциплин
Камчатский политехнический техникум
Одной из основных форм, способствующих повышению уровня профессионального образования выпускников, является организация научно-исследовательской деятельности, способствующей формированию у студентов творческого подхода к выполнению практических заданий.
Накопив определенный опыт в преподавании специальных дисциплин по специальности 230115 «Программирование в компьютерных системах» и желая обобщить накопленные знания, хочу поделиться опытом обучения студентов приемам проектирования программных продуктов.
Разработку программного продукта условно можно разбить на три стадии: обследование предприятия и написание технического задания (ТЗ) на разработку, разработка технической документации и написание самой программы по этой документации. В производственных условиях эту работу, как правило, выполняет коллектив специалистов: аналитики, проектировщики, программисты, тестировщики, технические писатели, экономисты. Задачей преподавателя является обучить студентов приемам разработки проектной и программной документации, ознакомить со спецификой работы каждого специалиста, научить выполнять работу коллективно.
Студенты специальности 230115 занимаются разработкой проектной документации на программный продукт во время изучения специальных предметов на 3 и 4 курсах в процессе выполнения лабораторно-практических работ и во время курсового и дипломного проектирования, но такая технология обучения прививает навыки индивидуальной работы. Для обучения работе в коллективе подходит метод проектов. Проект ценен тем, что в ходе его выполнения, студенты приобретают навыки коллективного творчества, получают опыт познавательной, учебной и практической деятельности.
При обучении методам проектирования программных продуктов хорошие результаты дает деловая игра, проводимая между двумя или более командами.
Деловая игра, получившая название конкурс «Находчивые профессионалы», предназначена для обобщения знаний, полученных студентами на различных, но смежных между собой предметах, с включением в нее игровых, проектных, творческих, сценарных элементов. Целью конкурса является:
Приобщение студентов к коллективной работе над общей проблемой;
Обобщение знаний, полученных студентами на различных предметах;
Проверка студентами уровня своих знаний в конкурсной борьбе;
Умение показать оперативность мышления, смекалку, артистизм.
Задачами конкурса являются:
Обучить умению руководить работой коллектива;
Научить решать производственные проблемы;
Обучить студентов применять полученные знания на практике;
Научить оперативно действовать в сжатые сроки [2].
Примером продуктивности используемого метода является результаты прохождения производственной практики студентами 4 курса. Практиканты разрабатывают программные продукты, используемые в дальнейшем в производственном процессе: Соловьев Иван, “Автоматизированное рабочее место тралмастера”; Беднин Никита, “Учет и инвентаризация техники в «Камчатстат»”; Рыбалкин Евгений, “АС «Оздоровительная кампания» в детском оздоровительном лагере «Альбатрос»”; Безлобенко Владимир, “Программа автоматизации работы регистратора в поликлинике МВД”; Ткаченко Алексей, “Автоматизация торговых операций” и пр. Полученные производственные навыки позволяют выпускникам без затруднений написать и защитить дипломный проект, а также быть востребованными на рынке труда.
Описание конкурса
Для проведения конкурса преподаватель готовит несколько команд. Подготовка заключается в выдаче командам домашнего задания, определения руководителя проекта, назначения капитана команды. Численность команд зависит от задач, которые будут поставлены перед учащимися. Домашнее задание представляет собой перечень вопросов и заданий, которые члены команды должны подготовить заранее.
Конкурс состоит из 7 видов соревнований:
Представление команд (визитная карточка);
Разминка;
Конкурс руководителей проектов*;
Конкурс проектировщиков*;
Конкурс капитанов;
Проверка профессионального интеллекта;
Защита проектов.
*) Может быть заменен другим с учетом специфики конкурса
Представление команд выполняется по произвольному сценарию (девиз команды, эмблема, стихи, песни, сценки и пр.). Здесь основным критерием является артистизм членов команды, сплоченность, наличие чувства юмора.
Разминка заключается в оперативном ответе на вопросы, задаваемые ведущим конкурса. Ответ готовит вся команда, но отвечает один участник. Вопросы заранее выдаются команде, но какой из вопросов они получат участникам заранее не известно.
Конкурс руководителей проектов относится к числу сложных конкурсов, так как получаемый вопрос заранее не известен отвечающей стороне. Ответ на вопрос руководитель проекта должен давать сразу, а затем звучит правильный вариант ответа из уст задающей стороны (руководителя проектов команды противника). Конкурс состоит из 6-8 вопросов, по 3-4 вопроса каждому руководителю проекта.
Конкурс проектировщиков заключается в выдаче каждому руководителю проекта конверта с заданием (текст задания заранее не известен), по которому они вместе со своей командой проектировщиков ( по 4-5 человек от каждой команды) удаляются на 20-30 минут на коллективное выполнение работы над проектом.
Конкурс капитанов аналогичен конкурсу руководителей проектов. Каждый капитан получает по 3-4 вопроса, которые ему заранее не были известны.
Конкурс «Проверка профессионального интеллекта» похож на конкурс «Разминка», но количество вопросов, задаваемых каждой команде, доходит до 15-16 из 40-60, которые им были выданы заранее. Сложность этого задания в том, что велик объем вопросов, и отвечают на вопросы оставшиеся участники, обычно 2-3 человека.
По окончании конкурса заслушиваются результаты выполнения задания «Конкурса проектировщиков».
Команда проектировщиков готовится заранее. Определяется руководитель проекта, распределяются обязанности между участниками команды, выполняются подготовительные операции для выполнения проектных работ [2].
В качестве примера привожу структуру урока, проведенного 18 апреля 2014 года. Тип урока – бинарный, участвовали студенты 3 и 2 курсов специальности 230115. Структура урока приведена в таблице.
№ п/п
|
Содержание урока
|
Время
|
Формы и методы
|
1.
|
Организационный
момент
|
Приветствие
Проверка отсутствующих
Определение членов жюри
|
2 мин.
|
Словесный
|
2.
|
I тур. «Представление команд».
|
Представление команд.
Демонстрация каждой командой домашнего задания («Визитка»)
|
10 мин.
(по 5 мин. каждой команде)
|
Словесный
Фронтальный
Визуальный, игровой, мультимедиа
|
3.
|
II тур. «Разминка».
|
Ответы на вопросы, выданные командам заранее. На подготовку ответа команде отводится 30 секунд
|
10 мин
|
4.
|
III тур «Конкурс руководителей проектов».
|
Конкурс состоит из 10 вопросов, по 5 вопроса каждому руководителю проекта.
|
10 мин
|
5.
|
IV тур «Конкурс проектировщиков»
|
Каждому руководителю проекта выдается конверт с заданием, по которому он вместе со своей командой проектировщиков ( по 4-5 человек от каждой команды) переходят в другую аудиторию на коллективное выполнение работы над проектом.
|
30 мин.
|
Работа в команде по разработке проектной документации на программный продукт
|
6.
|
V тур «Конкурс капитанов».
|
Капитан команды отвечает на вопросы по теме «Разработка алгоритмов». Каждый капитан отвечает на 4 вопроса
|
30 мин
|
Словесный
Фронтальный
Визуальный , игровой, мультимедиа
|
7.
|
VI тур «Проверка профессионального интеллекта».
|
Выполняется по принципу «Своя игра», состоит из 18 вопросов. Выступление докладчиков.
|
8.
|
VII тур «Конкурса проектировщиков».
|
Заслушиваются результаты выполнения проектных работ, выполненных каждой командой. На сообщение каждой команде отводится 7 минут.
|
15 мин
|
Защита проекта, презентация
|
9.
|
Подведение итогов, рефлексия
|
Анкета
|
3 мин
|
|
Примечание. V и VI туры выполняются параллельно с IV туром, во время работы проектировщиков над индивидуальным заданием. Если возникла пауза, то ее заполняют небольшим докладом, презентацией и пр.
Материалы к уроку
Конкурс «Разминка».
С какой целью включаются заголовочные файлы в программу? (Для описания действий, включения библиотек компонентов программы, сокращения и упрощения программного кода)
Почему объектно-ориентированный подход к программированию стал приоритетным при разработке большинства программных проектов? (ООП предлагает новый мощный способ решения проблемы сложности программ. В ООП программа представляется в виде совокупности объектов, обладающих сходными свойствами и набор действий, которые можно с ними производить).
В чем отличие процедуры от функции? (Основное отличие заключается в том, что функция возвращается в точку вызова и передает результат решения, а процедура может не возвращаться в точку вызова).
Каким образом организуются данные в динамических структурах? (Память выделяется по мере необходимости отдельными блоками, связанными между собой с помощью указателей)
Дайте характеристику лингвистического обеспечения программного продукта (Язык общения человека с программой)
Дайте характеристику организационной компоненте программного продукта (Перечень организационных мер Пользователя по настройке производства для эксплуатации приобретаемого программного продукта)
Дайте характеристику реляционной модели (Модель базы данных, представляющая табличную структуру, где таблицы связаны между собой ключевыми полями)
В чем заключается принцип индексирования? (Создание специальных таблиц-индексов, играющих роль оглавления БД)
Определение ключа и его роль в организации процесса выборки информации из БД (Поле, однозначно идентифицирующее строку или группу строк таблицы, используется при чтении информации или ее сортировке)
Дайте определение метрик (Числовые или текстовые показатели, используемые для улучшения качества программного продукта)
Для каких целей была разработана модель CMM? (СММ это методика, описывающая технологию анализа программного продукта в процессе его изготовления, чтобы избежать ошибок и повысить его качество)
Характеристика стандарта «де-факто» («де-факто» - термин, обозначающий продукт какого-нибудь поставщика, который захватил большую долю рынка и продукцию которого другие поставщики стараются копировать)
Какие типы моделей используются при проектировании БД? (Инфологическая, даталогическая, физическая)
Для каких целей используется внешний ключ? (Для связи реляционных таблиц между собой)
Дайте определение хеш-кода (Свертка таблицы индексов для уменьшения ее размеров)
Из каких элементов состоит ER- диаграмма? (Сущности и связи)
Что является аномалией удаления? (Если при удалении какого-нибудь данного из таблицы, может исчезнуть и другая информация напрямую с ней не связанная)
Что является аномалией модификации? (Если при изменении одного данного в таблице может потребоваться просмотр всей таблицы и изменение некоторых записей другой таблицы)
Что показывает диаграмма IDEF0? (функции, взаимодействующие между собой на обследованном предприятии)
Какая стоится диаграмма при проектировании интерфейса? (диаграмма вариантов использования)
Конкурс руководителей проектов
Что относится к Интерфейсам манипулирования данными? (диалоговые окна, интерфейс языка запросов, хранимые процедуры, интерфейс прикладных программ)
Какие языки манипулирования данными Вы знаете? (реляционная алгебра, реляционное исчисление, непроцедурные языки, графические языки)
Какую роль играют стандарты в проектировании Программных продуктов? (В стандартах содержатся единые требования к проектированию и разработке программных продуктов)
Для чего нужна сертификация программных продуктов? (Сертификация программного продукта предусматривает его полную проверку на соответствие требованиям стандартов, что гарантирует пользователю приобретение качественной программы)
Каковы «факторы успеха» при проектировании программного продукта? (Подключение к разработке пользователя, Поддержка со стороны исполнительного руководства, Четкая постановка требований)
Назовите основные характеристики определения качества программного продукта (Функциональные возможности, Функциональная пригодность, Способность к взаимодействию с компонентами внутренней и внешней среды, Надежность, Правильность)
Какие программные ошибки Вы знаете? (Функциональные недостатки, недостатки интерфейса пользователя, недостаточная производительность ПП, некорректная обработка ошибок, некорректная обработка граничных условий, ошибки вычислений, ошибки управления потоком, перегрузки, некорректная работа с аппаратурой и пр.)
Какие методы обеспечивают надежность программного продукта? (Отслеживание переходов между модулями, учет требований заказчика к надежности программы, проведение учебных курсов, равномерное распределение всех функций, обеспечивающих надежность, по всем модулям ПП, проведение испытаний ПП под нагрузкой)
Как ты поступишь, если сроки сдачи проекта подходят, а работы еще нет конца? (Учту свои промахи на будущее, а недостатки выполню за свой счет)
Как ты будешь формировать команду проектировщиков для разработки проекта? (Из людей, проверенных в работе, которых я знаю по деловым качествам, при этом буду учитывать и их психологическую совместимость.)
Конкурс проектировщиков ( задания на проектирование приведены в приложении)
Конкурс капитанов
Когда доступ к элементам осуществляется только путем проверки принадлежности элемента к структуре, то эта структура? ( множество)
Какая процедура производит запись результатной информации? (ОбработкаПроведения())
Что означает термин «Предопределенный элемент»? (Элемент, созданный в режиме Конфигуратора и недоступный Пользователю для удаления)
Рекурсия — это? (повторение выполнения функции или процедуры внутри себя.)
Если в массиве индексы можно вычислить, то их тип должен быть? (перечисляемым)
Процедура линейного поиска — это? (последовательный просмотр всех элементов массива и сравнение их с эталоном.)
Дайте определение экономической информации (Информация, характеризующая производственные процессы в обществе)
Алгоритм включает в себя ветвление, если?( если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий.)
Конкурс «Проверка профессионального интеллекта»
Что определяет индекс массива? (Положение элемента массива относительно его начала.)
Тестирование программы — это? (процесс исполнения программы с целью выявления ошибок.)
Сортировка — это ( процесс перегруппировки заданного множества объектов в некотором порядке)
Линейная структура построения программы подразумевает? (Последовательное выполнение всех элементов программы)
Для чего служит команда CLRSCR?( очистка экрана)
Для чего служит раздел VAR?( Для описания используемых переменных.)
Переменные – это?( величины, которые могут менять свое значение в процессе выполнения программы.)
Тип переменных REAL – это? (вещественный или действительный тип.)
Вывод данных на экран осуществляется с помощью оператора? ( WRITE и WRITELN.)
Цикл FOR называется? ( Цикл с параметром).
Оператор CASE служит для создания каких алгоритмов?( Ветвящихся алгоритмов.)
Цикл REPEAT называется? ( Цикл с постусловием. )
Алгоритм включает в себя ветвление, если?( если ход его выполнения зависит от истинности тех или иных условий.)
Поиск слова в тексте по заданному образцу является процессом? (обработки информации.)
Какую роль играет тестирование в ЖЦ ПП? (помогает выявить ошибки в программах и документации на стадии разработки ПП )
Какого типа может быть информация в системе 1С? ( Число, строка, дата, булево, ссылка)
Какие реквизиты включаются в состав справочника по умолчанию в 1С? (Код и наименование)
Какие типы ключей Вы знаете? (Первичный, вторичный, внешний, внутренний, простой, составной)
Библиография
Голицына О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. Базы данных: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М,2005. – 352 с.: ил. – (Профессиональное образование)
Жукова И.В. Методика проектов – одна из активных форм обучения студентов практическим навыкам: статья / Бушелевские чтения: Материалы конференции 2008 года. – Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамГУ им. Витуса Беринга, 2008.
Кумскова И.А. Базы данных: учебник / И.А. Кумскова. – М.: КНОРУС, 2010. – 488 с. – (Среднее профессиональное образование)
Рудаков А.В. Технология разработки программных продуктов: Учеб. Пособие для студ. Сред. проф. Образования / А.В.Рудаков. – М.: Издательский центр «Академия»,2009. – 208с.
Приложение 1.
Задания для проектирования (Конкурс проектировщиков)
Задание №1. АРМ «Кадры»
Разработать начальную проектную документацию на программный продукт по кадровому учету
Заполнить бланк ТЗ.
Выполнить предварительный расчет стоимости программы.
Разработать функциональную модель IDEF0.
Спроектировать БД в соответствии с предложенным Вам списком атрибутов (см. таблицу, инфологическая и даталогическая модели). Организовать связи между таблицами для обеспечения их целостности.
Разработайте диаграмму вариантов использования и рисунки диалоговых форм.
Создать презентацию по выполненной работе.
Защитить работу.
ФИО
|
Год р.
|
должность
|
Оклад
|
Стаж
|
Уч. звание
|
Надбавка за стаж
|
Надбавка за звание
|
Результат тестирования
|
Отдел
|
Входная информация: Входных документов 7, выходных -8. Функции, рекомендуемые для включения в состав программного продукта:
Регистрация соискателей;
Тестирование соискателей на уровень IQ;
Формирование приказа о приеме на работу.
Задание №2. АРМ «Склад»
Разработать начальную проектную документацию на программный продукт по складскому учету
Заполнить бланк ТЗ.
Выполнить предварительный расчет стоимости программы.
Разработать функциональную модель IDEF0.
Спроектировать БД в соответствии с предложенным Вам списком атрибутов (см. таблицу, инфологическая и даталогическая модели). Организовать связи между таблицами для обеспечения их целостности.
Разработайте диаграмму вариантов использования и рисунки диалоговых форм.
Создать презентацию по выполненной работе.
Защитить работу.
Артикул
|
Наимен.товара
|
Колич.
|
Ед.измерения
|
Цена
|
поставщик
|
договор
|
Номер счета
|
Дата счета
|
Входная информация: Входных документов 8, выходных -5. Функции, рекомендуемые для включения в состав программного продукта:
Регистрация поступления товара по накладной
Формирование счета-фактуры
Формирование отчета
Приложение 2.
Бланк для жюри
Приложение 3.
Мониторинг проведенного урока-игры 18.04.2014
Вопросы для преподавателей.
Участвовали в опросе – 12 приглашенных преподавателей
|
Вопрос
|
Положительный
Отзыв
|
Отрицательный
Отзыв
|
1.
|
Ваше мнение о проведенном занятии
|
11
|
|
2.
|
Предполагаете ли Вы использовать этот метод в вашей работе?
|
10
|
|
3.
|
Какие недостатки Вы заметили?
|
Мало времени выделено студентам на ответ – 5; Много информации, очень высокий темп проведения занятия – 3; Не у всех студентов хорошо поставлена речь – 1.
|
4.
|
Ваши пожелания по организации и проведению подобных мероприятий
|
Познавательно, организуйте чаще – 6;
Выше поднять экран – 1; не четкая работа ассистента за компьютером – 1.
|
5.
|
Помогло ли это занятие получить Вам что-то новое?
|
12
|
|
Вопросы для студентов.
Участвовали в опросе 22 студента:
|
Вопрос
|
Хорошо (Да)
|
Плохо (Нет)
|
1.
|
Ваше мнение о проведенном занятии
|
22
|
|
2.
|
Помогло ли это занятия закрепить полученные ранее знания?
|
21
|
1
|
3.
|
Интересно ли Вам было?
|
20
|
2
|
4.
|
Желаете ли Вы в дальнейшем участвовать в подобных мероприятиях?
|
18
|
4
|
Приложение 4.
Фототчет
Рис.1. Конкурс руководителей проекта Рис. 2. Работа жюри
 
Рис. 3. Конкурс «Разминка» Рис.4. Рисунок слайда с перечнем
докладов, заполнивших паузу между VI и
VII турами. |
